Inf.- und Kommunikationstechnik
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Elektrotechnik
Multimedianetze mit symmetrischen 100 Ohm-Kabeln
ep5/2002, 3 Seiten
In einem typischen Bürogebäude stellt sich die Situation heute so dar, dass zumeist eine strukturierte Gebäudeverkabelung entsprechend der Normen (ISO/IEC 11801 und EN 50173) vorhanden ist oder installiert wird. In einer solchen Verkabelung werden, ausgehend von einem Etagenverteiler, auf den einzelnen Stockwerken symmetrische Datenkabel sternförmig bis zu den Anschlussdosen in den Büroräumen verlegt. Anschlüsse für Kabelfernsehprogramme, in der Regel über ein zusätzliches separates Koaxialkabel zugeführt, waren in Büroumgebungen bislang eine seltene Ausnahme. Heute werden jedoch in vielen Firmen Kabelfernsehanschlüsse (nach) installiert, insbesondere wegen der Nachrichtensender und zusätzlicher Spartenprogramme wie zum Beispiel Börsendiensten. Dazu kommt ein wachsendes Angebot interaktiver Dienste, das man zumindest ausgewählten Mitarbeitern zugänglich machen will. Bei einer nachträglichen Verlegung bedeutet das zusätzliche, nicht selten oft hohe finanzielle Aufwendungen, unter anderem auch aufgrund der Brandschutzmaßnahmen. Multimedia im Büro Nicht selten entscheiden sich die Gebäude-Netzbetreiber dazu, neue Koaxial-Verteilnetze, zusätzlich zu dem aus symmetrischen Kabeln aufgebauten LAN für die Daten und Telefondienste, aufzubauen. Doch es gibt eine Alternative. Mit seinem cat TV-System bietet die Dätwyler Kabel+Systeme Gmb H eine schnell einzurichtende, leistungsfähige und wirtschaftliche Lösung an, mit der sich Breitbanddienste in bestehende LAN integrieren lassen. Der Installateur benötigt bei dieser Lösung das aktive cat TV-Panel und einen cat TV-Balun für jeden Teilnehmeranschluss (Bild ). Das 19-Zoll-Panel findet mit nur einer Höheneinheit in jedem Etagenverteilerschrank Platz. Die Stromversorgung erfolgt über ein externes Netzteil. Es dient zur Übertragung von geträgerten Fernsehsignalen (Cat.5) im Bereich von 47 bis 862 MHz. Die Cat.5-Eingangssignale werden im Panel vorverstärkt, vorentzerrt, von der Koaxial-Technik (75 Ohm) in die symmetrische Technik (100 Ohm) umgewandelt und auf 12 Ausgänge mit RJ45 Buchsen verteilt. Von hier aus können die Radio-und Fersehprogramme über ein normales RJ45-Patchfeld und die daran angeschaltete symmetrische und anwendungsneutrale Gebäudeverkabelung an jeden gewünschten Nutzer im Haus verteilt werden. Über das Patchfeld im Etagenverteiler werden auch alle üblichen Daten- und Telefondienste eingespeist, die gleichzeitig und gemeinsam mit den Cat.5-Signalen zur angeschlossenen Datendose übertragen werden. Je nachdem, ob Rückkanäle genutzt werden sollen, ist das cat TV-System mit entsprechenden Rückkanal-Diplexern 5-30 bzw. 5-65 MHz zu verwenden. Der Vorteil des cat TV-Systems besteht also darin, dass Anwender damit die Cat.5-Datentechnik Multimedianetze mit symmetrischen 100 Ohm-Kabeln R. Nieswand, Neufahrn Wie sich in Büroumgebungen Breitband-Signale in bestehende LAN integrieren lassen, ohne dass neue Koax-Kabel eingezogen werden müssen, wird am Beispiels des Systems Cat TV gezeigt. Eine weitere Einsatzmöglichkeit des Systems sind moderne Hausverteilanlagen. Netzbetreiber können Home-Usern damit nach Bedarf über ein gemeinsames symmetrisches Datenkabel alle Sprach-, Daten und Cat.5-Anwendungen zur Verfügung stellen. Dipl.-Ing. Rolf Nieswand arbeitet als technischer Leiter bei der Dätwyler Kabel+Systeme Gmb H in Neufahrn. Autor Einsatz des cat TV-Panels mit externem Balun zum Einsatz in Büroumgebungen (bestehende LAN) Signale durch einfaches Schalten mit einem Patchkabel über das anwendungsneutrale symmetrische Kabelnetz an jede beliebige Anschlussdose verteilen können. Wer es noch bequemer haben möchte, kann die 12 Ports auch elektrisch ansteuern und zum Beispiel über seine eigene Managementsoftware einzelne Dienste ein- und ausschalten. Hierfür befindet sich auf der Rückseite des cat TV-Panels eine Sub-D15-Schnittstelle. Die Ansteuerung erfolgt über TTL-Pegel. Inbetriebnahme Die Inbetriebnahme stellt den Installateur vor keine hohen technischen Anforderungen. Auf der Rückseite des cat TV-Panels befindet sich eine Messbuchse, an die ein HF-Messgerät mit Monitor angeschlossen wird. Das Cat.5-Signal wird auf einen Normalpegel mit definierter Vorverzerrung eingestellt. Die Messbuchse wird dann anschließend wieder mit einem 75 Ohm-Widerstand abgeschlossen. Das System ist so ausgelegt, dass Kabelstrecken bis zu 90 Metern - typisch sind etwa 50 bis 70 Meter - überbrückt werden können. Bei vieradrigen Kabeln werden zwei Adern für die symmetrische Übertragung der TV-Signale und weitere zwei für die Speisung des Balun-Verstärkers benötigt. Letztere sind auch für den Rückkanal nutzbar. Grundsätzlich kann das cat TV-System mit allen bestehenden Klasse E und F-Verkabelungen eingesetzt werden, die sternförmig mit dem zentralen Etagenverteiler verbunden sind. Zu beachten ist jedoch insbesondere die Dämpfung der vorhandenen oder neu installierten Kabel. Die Dämpfung des symmetrischen Kabels führt zu einer sogenannten Schräglage der Trägersignale, das heißt die hohen Frequenzen werden stärker bedämpft als die niedrigeren. Um den gesamten Frequenzbereich von 5 bis 862 MHZ übertragen zu können, ist ein qualitativ hochwertiges Verkabelungssystem von Vorteil, das bis zu 1000 MHz übertragen kann, das also eine sehr geringe Dämpfung hat und einen sehr homogenen Verlauf der Impedanz nach der Verlegung aufweist. Baluns Auf der Geräteseite werden die symmetrischen Cat.5-Signale wieder in die Koaxialtechnik umgewandelt. Dies erfolgt durch Einsatz eines cat TV-Baluns in einem Kunststoffgehäuse mit den Abmessungen 71 x 60 x 35 Millimetern. Für ein einwandfreies Bild darf der Pegel am Ausgang des cat TV-Baluns nicht zu hoch, aber auch nicht zu klein sein. Um alle Fernsehprogramme in gleich guter Qualität empfangen zu können, müssen die Sender im oberen wie im unteren Frequenzbereich nahezu die gleiche Pegelhöhe aufweisen. Die Anpassung an die unterschiedlichen Kabellängen erfolgt über einen dreistufigen Schalter am Balun. Dieser Schalter ist notwendig, da zum Beispiel kurze Längen stark bedämpft, mittlere Längen gering bedämpft und entzerrt und große Längen sogar verstärkt und entzerrt werden müssen. Der Schiebeschalter wird nur einmal bei der Erstinbetriebnahme auf die richtige Länge eingestellt. Er ist versenkt im Gehäuse untergebracht und kann mit einem spitzen Gegenstand bedient werden. Der cat TV-Balun selbst wird über ein hochwertiges Verbindungskabel mit der Daten-Anschlussdose verbunden. Er verfügt über zwei Standard-Koaxbuchsen vom Typ IEC für den TV-Anschluss. Aufgrund der analogen Übertragungsform der TV-Programme ist der Signal-Geräuschabstand am TV-Ausgang von großer Bedeutung. Er liegt typischerweise bei > 45 dB. Über die handelsübliche Koaxial-Anschlusstechnik kann an diesen Balun jedes TV-Endgerät angeschlossen werden (Bild ). Geräte zur Nutzung des Rückkanals, etwa Kabel-Modems oder Set-Top-Boxen, können mit einer entsprechenden Balun-Variante mit einer Koax-Buchse Typ F angeschlossen werden. Zur Vermeidung von Störungen bei der Nutzung interaktiver Dienste über den Rückkanal besteht eine sehr hohe Entkopplung zwischen dem Vorwärts- und dem Rückwärtskanal in Höhe von > 55 dB. Das cat TV-Panel erfüllt die Anforderungen für die maximale Störstrahlung gemäß EN 50 083-2. Einsatz im Hausverteilnetz Die Liberalisierung der TK-Märkte in Europa hat zu deutlich mehr Wettbewerb bei den TK-Netzbetreibern geführt. Jetzt steht eine weitere Wettbewerbsphase bei den Cat.5-Netzbetreibern mit Ihren Breitband-Verteilnetzen an. Die neuen Technologien und veränderten rechtlichen Möglichkeiten haben zu neuen innovativen Informations- und Telekomunikations-Dienstleistungen geführt. Immer häufiger stehen sich die verschiedenen Technologien heutzutage im Wettbewerb gegenüber. So werden einerseits schnelle xDSL-Technologien über ungeschirmte Telefonleitungen angeboten und andererseits die Koaxkabel-Verteilnetze so umgebaut, dass sie zusätzliche TV-Programme im oberen Frequenzbereich bis zu 862 MHz übertragen können und gleichzeitig interaktive Dienste wie etwa das Internet über einen Rückkanal im Frequenzbereich von 5 bis 65 MHz anbieten können. Datentechnik Elektropraktiker, Berlin 56 (2002) 5 392 cat TV-System in bestehenden LAN cat TV-System in der Netzebene 4 Damit sich die verschiedenen Technologien nicht gegenseitig beeinflussen und stören, wurden die Anforderungen für die Störabstrahlung von kabelgebundenen Übertragungstechnologien aller Art deutlich verschärft (vgl. Nutzungsbestimmung 30 der Reg TP). Zur Einhaltung der hierfür notwendigen Schirmungsmaße müssen mittelfristig einzelne Komponenten oder sogar komplette Kabelnetze ausgetauscht werden. In Mehrfamilien-Häusern oder Wohnanlagen finden sich heute in der Regel mehrere verschiedene Kabelnetze für spezielle Anwendungen. So wird das Koaxkabelnetz zur Verteilung für die Hörfunk- und Fernsehprogramme genutzt (Cat.5-Signale). Für die individuelle Nutzung der zukünftigen Diensteangebote muss jeder Teilnehmer über ein eigenes Kabel versorgt werden. Das heißt, dass die heute noch anzutreffenden üblichen Koax-Kabelnetze, die in Reihen-, Baum- und Mischstruktur vorhanden sind, mittelfristig durch in reiner Sternstruktur installierte Netze ersetzt werden müssen. Daneben gibt es weiterhin natürlich das Telefonnetz. Dieses besteht in der Regel eigentlich nur aus einem Leerrohrnetz, durch das zumindest eine verdrillte Zweidrahtleitung vom Anschlusspunkt im Keller bis zum Teilnehmeranschluss in der Wohnung verlegt ist. Im besten Falle sind hierfür bereits symmetrische Telefonkabel verlegt worden. Das cat TV-System bietet sich für Hausnetzbetreiber an, die ihre Netze zukunftssicher umrüsten oder neue, universell nutzbare Netze aufbauen wollen. Denn mit dem Aufbau eines sternförmig ausgelegten symmetrischen Hausverteilnetzes auf der Basis symmetrischer 100-Ohm-Kabel kann jede Wohnung von einem zentralen Einspeisepunkt, dem Gebäudeübergabepunkt, der zumeist im Keller untergebracht ist, erreicht werden. Mit dem cat TV-System können dann über das einheitliche Kabelnetz je nach Bedarf alle Informations- und Telekommunikationsdienste - eben auch die Cat.5-Signale - im Haus verteilt werden. Parallel verlegte Koaxkabel werden dadurch gänzlich überflüssig (Bild ). Multimedia-Anschlussdose Weil die Mehrzahl aller heutigen Hörfunk-und Fernsehempfänger über Koax-Steckverbindungen verfügt, wird direkt am Abschlusspunkt des Hauskabels eine Multimediafähige Wandanschlussdose installiert, die über integrierte Baluns verfügt und die symmetrischen Signale in die Koaxtechnik zurück verwandelt. Der Teilnehmer kann sich also wie gewohnt mit seinem Antennenkabel direkt an die IEC-Buchse der Anschlussdose anschalten. Die anderen acht Adern des symmetrischen Hausverteilkabels werden auf die RJ45-Buchsen derselben Wandanschlussdose verteilt. Diese können wahlweise für Datendienste wie Ethernet, für analoge und digitale Telefondienste (ISDN oder xDSL) oder für das Internet genutzt werden. Der Betreiber des Hausverteilnetzes genießt mit einem derart aufgebauten Kabelnetz den Vorteil der freien Entscheidung, welche Dienste er wo zur Verfügung stellt. Und er kann diese auch an seine Mieter weitergeben. Vorteile für alle Die Konzentration der Kommunikationswege auf ein einziges, einheitliches Multimedianetz für alle Dienste bietet also Vorteile für alle Beteiligten. - Ein BK-Netz-Carrier erhält dadurch einen sicheren Weg zum Endkunden, insbesondere für die störungsfreie Nutzung der zukünftigen interaktiven Dienste über den Rückkanal. - Es ist außerdem vorstellbar, dass zukünftig ein Kabelnetzbetreiber auf der Netzebene 4 Kabelmodems nur noch zentral im Gebäudeverteiler einsetzt. Von hier aus können die Signale dann mit genormten Übertragungsverfahren, zum Beispiel Ethernet, über das symmetrische Hausverteilnetz bis zum Endkunden geführt werden. Denkbar sind hier viele neue Anwendungen mit hohen Übertragungsraten, etwa langfristig oder zeitweise gemietete Video-Leitungen als Standleitungen für Live-Übertragungen von Theateraufführungen, Sportveranstaltungen und so weiter. - Verschiedene TK-Netz-Carrier können jetzt problemlos über ein gemeinsam genutztes, qualitativ hochwertiges Kabelnetz bis zum Endkunden gelangen. Die wilden „Kabelstrippen“ quer durchs Haus gehören damit der Vergangenheit an. - Vermieter erhöhen mit einem derartigen universell nutzbaren Hausverteilnetz ihren Immobilienwert oder erzielen durch die Vermietung des Netzes einen Mehrwert. - Endkunden bzw. Mieter haben ebenfalls den Vorteil der freien Auswahl ihres TK-Providers. Die Errichtung eines Multimedia-Hausverteilnetzes auf der Basis von symmetrischen 100 Ohm-Kabeln bietet also viele Vorteile, die auch die Nutzer einer genormten anwendungsneutralen Gebäudeverkabelung genießen. Die Unterschiede zu den in Büroumgebungen oder in der Industrie bestehenden Verkabelungssystemen sind, dass die cat TV-Panel in Hausverteilanlagen direkt an den Gebäude-Übergabepunkten angeschlossen und eigene Multimedia-Wandanschlussdosen verwendet werden. Außerdem sind in modernen Hausverteilnetzen auch neue Anschlusstechniken wie zum Beispiel das TERA-Stecksystem einsetzbar. Für Neuverkabelungen empfehlen sichhochwertige symmetrische geschirmte Datenkabel mit Sternvierer-Aufbau, weil diese einen sehr homogenen Verlauf der Impedanz nach der Verlegung aufweisen. Der Aufbau dieser Kabel garantiert gleichbleibend gute elektrische Eigenschaften und ist zudem sehr kompakt und platzsparend. Literatur [1] Sittinger, W.; Rieken, D.: Verkabelung für das Internet- und Multimediazeitalter. Elektropraktiker, Berlin 55 (2001) 4, S. 322 - 323 Datentechnik Elektropraktiker, Berlin 56 (2002) 5 393 Anzeige
Autor
- R. Nieswand
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